Процесс фагоцитоза включает стадию миграции к объекту фагоцитоза (хемотаксис), распознавание, поглощение, дегрануляцию и внутриклеточное уничтожение чужеродного материала. В этом процессе нейтрофилы разрушаются. Нейтрофилы не синтезируют антитела, но они способны доставлять на своей поверхности иммуноглобулины в очаг воспаления. Их высокая активность в очаге воспалениям при недостатке кислорода объясняется большими запасами гликогена для ресинтеза АТФ, затраченного на фагоцитоз. Нейтрофилия – увеличение числа нейтрофилов крови – отмечается при хронических инфекциях скота (туберкулез), протозойных болезнях (бабезиоз), эндокардитах, гнойных ранах. Нейтропению, или снижение процента нейтрофилов в лейкограмме, отмечают при выздоровлении животного после инфекционных, вирусных болезней, протекающих с лимфоцитозом.
Нейтрофилы проникают сквозь стенку капилляра и захватывают бактерии путем хемотаксиса. В течение нескольких часов число нейтрофилов в пораженной области может увеличиваться в 5 раз. Увеличение числа различных цитокинов в процессе воспаления стимулирует увеличение продукции нейтрофилов и моноцитов в костном мозге. Таким образом, нейтрофилы осуществляют вторую клеточную линию защиты организма. Основным процессом получения энергии (АТФ) нейтрофилов является анаэробный гликолиз, субстратом которого является D-глюкоза.
В процессе фагоцитоза значительно повышается активность гликолиза и пентозофосфатного пути. Потребление нейтрофилами кислорода увеличивается в 2–4 раза, как и продукция Н2О2 и О−2. Вокруг поглощенной бактериальной клетки локально создается высокая концентрация супероксидных ионов и перекиси водорода, оказывающих бактерицидное действие. Одновременно лейкоциты имеют и защитную систему от супероксидного иона – ферменты СОД, каталазу, миелопероксидазу (МПО). МПО – гемсодержащий гликопротеин, который активно катализирует окисление ионов хлора в ионы гипохлорита:
СI – + Н2О2 + МПО → ОСI – + Н2О
В результате этой реакции около 30% поглощенного лейкоцитами кислорода превращаются в производные активного хлора. В свою очередь, гипохлорит взаимодействует с перекисью водорода, образуя синглетный кислород – О−2 :
ОСI– + Н2О2 → Н2О + СI– + О2
Гипохлорит деформирует структуру мембраны клетки – патогена – и тем самым вызывает его разрушение.
Наличие указанных биохимических превращений позволяет лейкоцитам эффективно защищать клетки своего организма и нейтрали-
зовать чужеродные агенты, иммунные комплексы. Контролируемое равновесие процессов образования свободных радикалов кислорода и их инактивация обеспечивает нормальную жизнедеятельность клетки, тогда как их дисбаланс ведет к накоплению продуктов свободнорадикального окисления (H2O2, OH− , O−2 ) и к гибели клетки.
Эозинофилы характеризуются множественной специфической грануляцией по всей поверхности. Их синтез в костном мозге длится от двух до шести дней. Дифференцировка эозинофилов происходит под влиянием трех цитокинов: гранулоцит – макрофаг – колониестимулирующий фактор, IL-3, IL-5, которые секретируются Т-лимфоцитами. Как и другие гранулоциты, эозинофилы имеют на своей поверхности рецепторы для IgG и IgA. Однако эозинофилы являются единственными гранулоцитами, имеющими рецепторы для IgE. Они являются эффективными в разрушении агентов, которые стимулируют продукцию IgE, таких как гельминты. Гельминты могут быть сравнительно устойчивыми к лизосомальным ферментам нейтрофилов и макрофагов, но часто нейтрализуются специализированными белками гранул эозинофилов. Число эозинофилов в крови животного мало отражает число этих клеток в организме, так как они локализуются в основном в тканях. Эозинофилы являются клетками, специализирующими в защите против клеточных паразитов, размер которых не способствует фагоцитозу. Поэтому число эозинофилов в крови увеличивается при аллергических реакциях в ответ на паразит-патоген.
Эозинофилы менее активны в фагоцитозе: эта функция не является основной для них. Они участвуют в метаболизме гистамина, адсорбируют его на поверхности и разрушают. Эозинофилы способны адсорбировать антигены и доставлять их в органы, богатые ретикулярными и плазматическими клетками. Увеличение числа эозинофилов в лейкограмме встречается при заболеваниях скота, сопровождающихся аллергическими состояниями (бронхиальная астма). Эозинофилия наблюдается при инвазионных болезнях скота (фасциолез, финноз), при антибактериальной терапии (использование антибиотиков, сульфаниламидов, тканевых препаратов), при переходе остро протекающих процессов в хронические.
Базофилы, подобно тучным клеткам, продуцируются стволовыми клетками костного мозга и содержат гранулы, связывающие основные краски. В отличие от тучных клеток базофилы созревают в костном мозге, а затем циркулируют в крови. Базофилы поступают в ткани только в случае их участия в воспалительном процессе.
Базофилы составляют лишь 0,5% всех лейкоцитов крови животного. Их процент в лейкограмме крови мало изменяется даже при инфекционных болезнях животных, если процесс не сопровождается аллергией. Они являются активными участниками синтеза гистамина,
гепарина, серотонина, которые оказывают губительное действие на патогены организма. Базофилы подобны тучным клеткам, которые находятся в тканях, фиксируются на капиллярах. Базофилы важны в аллергических реакциях. IgE, образующийся во время аллергических реакций, имеет тенденцию фиксации на поверхности базофилов и тучных клеток. Базофилия, или увеличение числа базофилов в крови, наблюдается при гельминтозах, голодании, аллергических состояниях скота.
Моноциты – самые крупные клетки крови (10–15 мкм в диаметре), содержащие большое количество лизосом с набором множества гидролитических ферментов, обеспечивающих переваривание различных органических веществ. Для моноцитов характерен аэробный путь получения АТФ. Как и другие гранулоциты, они пребывают в кровяном русле только несколько часов, а затем мигрируют в ткани. В крови моноциты еще не являются зрелыми клетками, тогда как в тканях они созревают и изменяют свои свойства. Однако некоторые макрофаги не являются мобильными и сохраняются в течение нескольких лет. Моноциты фагоцитируют продукты распада клеток и тканей, но не бактерии. В очаге воспаления моноциты способны трансформироваться в тканевые макрофаги, число которых в 25 раз больше, чем циркулирующих (купферовские клетки печени, клетки Лангерганса кожи).
Дыхательная система также является общим путем внедрения микроорганизмов, поэтому макрофаги в стенках альвеол и внутри альвеол являются главенствующими в защите организма животного. Моноцитоз, или увеличение процента моноцитов в лейкограмме, отмечают в период выздоровления животного после инфекционного процесса, что свидетельствует о благоприятном исходе болезни. Моноцитопения – уменьшение процента моноцитов в лейкограмме, имеет место при выраженных нейтрофилиях при септических процессах. Полное отсутствие моноцитов в крови указывает на неблагоприятный прогноз.
Тучные клетки (мастоциты) происходят из стволовых клеток костного мозга. В норме их не находят в кровяном русле. В виде оседлых клеток мастоциты имеют место в основном в рыхлой соединительной ткани, в частности, в коже, легких, пищеварительном тракте, где они способны быстро реагировать на чужеродный агент. Зрелые тучные клетки преимущественном локализуются вблизи кровеносных сосудов и нервов. При микроскопии они могут быть круглыми, овальными с круглым ядром.
Тучные клетки являются основными продуцентами гистамина, образующегося из аминокислоты гистидина. Кроме гистамина тучные клетки в своих цитоплазматических гранулах содержат гепарин, АТФ, протеолитические ферменты, протеогликан, амины, супероксид, перекись водорода, что свидетельствует о их биологической активности. Тучные
